球閥密封面設計探討

球閥的關閉密封不可避免存在球的偏心轉動干擾，而球閥座則是一個干擾放大器并擁有固有的抗干擾系數m。按等邊三角截面法設計球閥座，可確保其擁有足夠的抗干擾能力，使球閥完全靠球浮動或座浮動實現關閉密封，使球閥操作轉動力矩至少降低一半。

球閥是中央有個通孔的球作開關的閥門，傳統上分為浮動球閥和軸耳固定球閥兩種。浮動球閥結構見圖1。浮動球閥的開關球經閥座密封對接在閥體中轉動，轉動到通孔與通道口對準時為全通，轉動到通孔與通道口成90°時為全閉。浮動球閥的開關球通過槽與操作閥桿相連，在介質壓力作用下，可相對閥桿或閥體浮動在下游閥座上，從而實現關閉密封。軸耳固定球閥的開關球通過以閥桿作軸的軸耳固定在閥體上，在介質壓力作用下，不可相對閥體浮動，只能通過上游閥座的浮動實現關閉密封。因此，浮動球閥的閥座可以是固定閥座，軸耳固定球閥的閥座是浮動閥座。

球閥座的作用是完成開關球與閥體的斜角對接和密封，因此，球閥座至少有(當然也可只有)3個互成角度的表面：對開關球的密封面、對閥體的密封面和對閥體的力平衡支承面。如果只有這3個表面，則意味著球閥座是無表面裸露并以三角形為截面的。如果無表面裸露，則密封性能優(yōu)異的軟閥座，可象液壓缸中的液壓油一樣，既難于發(fā)生壓縮變形，又難于發(fā)生縫隙擠出流動變形或被擠破，擁有比材料本身許用承載能力更高的承載能力，可達到很高的壓力應用極限，壽命更長且可靠性更高。

1.體帽 2.體密封 3.閥座 4.開關球 5.閥體 6.閥桿 圖1 浮動球閥結構圖	圖2 以等邊三角形為截面輪廓的復合球閥座

對應圖1關閉狀態(tài)時的A-A剖面圖見圖2，等邊三角截面密封環(huán)的三面相等受力F和不等受力面積(因回轉半徑存在差異)正好滿足各面不等應力的需要，應力稍大的球密封面AB正好滿足其對球的動密封，應力稍小的體密封面BC正好滿足其對體的靜密封，應力再稍小的支承面CA正好滿足其在支承環(huán)上的滑動。再者，只有等邊三角截面才能避免閥座出現小于60?的薄弱角。因此，如果球閥座以三角形為截面，則應以等邊三角形為截面。

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